Sustancia pura
Una sustancia pura tiene composición fija y propiedades constantes; puede ser un elemento o un compuesto.
Una sustancia pura es una forma de materia con composición definida y constante, y con propiedades que no varían de una muestra a otra, como su punto de fusión, su punto de ebullición o su densidad. Puede ser un elemento, formado por un solo tipo de átomo, o un compuesto, formado por átomos de varios elementos en proporción fija. Se distingue así de las mezclas.
¿Qué es una sustancia pura?
En química, «puro» no significa «limpio» ni «natural», sino que la muestra contiene un único tipo de sustancia. El agua destilada, el oro de 24 quilates, el oxígeno de un balón de buceo y el azúcar refinado se consideran sustancias puras. El agua del grifo, el aire o el acero, en cambio, son mezclas.
La idea está ligada a la ley de las proporciones definidas, formulada por Joseph Proust a comienzos del siglo XIX: un compuesto siempre contiene los mismos elementos en la misma proporción en masa, sea cual sea su origen. Así, el agua tiene siempre 1 parte de hidrógeno por cada 8 de oxígeno en masa.
Características
- Composición fija: no varía de una muestra a otra.
- Propiedades constantes: el agua pura funde a 0 °C y hierve a 100 °C a una atmósfera de presión (véanse punto de fusión y punto de ebullición).
- Cambios de estado a temperatura constante: durante la fusión o la ebullición, la temperatura permanece fija; en las mezclas, en cambio, suele variar.
- No se separa por métodos físicos: filtrar, decantar o destilar no la descompone en otras sustancias.
- Fórmula química propia: H₂O, NaCl, O₂, Au (véase fórmula química).
Tipos de sustancias puras
| Criterio | Elemento | Compuesto |
|---|---|---|
| Formado por | Un solo tipo de átomo | Átomos de dos o más elementos combinados |
| Descomposición | No se descompone por métodos químicos ordinarios | Se descompone en elementos mediante reacciones químicas |
| Ejemplos | Oxígeno (O₂), hierro (Fe), oro (Au), carbono (C) | Agua (H₂O), cloruro de sodio (NaCl), dióxido de carbono (CO₂) |
Los elementos químicos se organizan en la tabla periódica. Los compuestos pueden ser moleculares, como el agua, o iónicos, como la sal común. Un mismo elemento puede aparecer en formas distintas, como el diamante y el grafito, que son dos sustancias puras formadas solo por carbono.
Sustancia pura y mezcla
| Característica | Sustancia pura | Mezcla |
|---|---|---|
| Composición | Fija y definida | Variable |
| Puntos de fusión y ebullición | Definidos | Variables (intervalos) |
| Separación | Solo por métodos químicos | Por métodos físicos |
| Ejemplos | Agua destilada, oro, sal | Aire, leche, granito, agua de mar |
Existen dos tipos de mezclas: las homogéneas, de aspecto uniforme (como el aire o el agua salada), y las heterogéneas, en las que se distinguen fases. La dificultad está en que una mezcla homogénea puede parecer una sustancia pura a simple vista; por eso se recurre a medir propiedades como el punto de fusión.
La pureza en la práctica
En la práctica, una pureza del 100 % es un ideal que casi nunca se alcanza: siempre quedan trazas de otras sustancias. Los reactivos de laboratorio se venden con distintos grados de pureza (por ejemplo, 99 % o 99,9 %), y para cada aplicación se elige el grado necesario. El agua destilada se acerca mucho a la pureza, aunque absorbe CO₂ del aire.
El punto de fusión es una prueba sencilla de pureza: una sustancia pura funde a una temperatura concreta y en un intervalo muy estrecho (menos de 1 o 2 °C), mientras que las impurezas lo hacen descender y ampliar el intervalo.
Ejercicios resueltos
1. Clasifica como sustancia pura (elemento o compuesto) o como mezcla: a) nitrógeno (N₂), b) aire, c) amoníaco (NH₃), d) latón, e) hierro.
a) Elemento. b) Mezcla (nitrógeno, oxígeno, argón…). c) Compuesto. d) Mezcla (aleación de cobre y zinc). e) Elemento.
2. En el agua, la proporción en masa de hidrógeno y oxígeno es 1:8. ¿Cuánto hidrógeno y oxígeno hay en 36 g de agua?
Se divide la masa entre 9 partes (1 + 8): 36 / 9 = 4 g por parte. Hidrógeno: 4 g; oxígeno: 8 × 4 = 32 g. Se cumple la ley de las proporciones definidas.
3. Una muestra funde entre 120 y 128 °C, y un compuesto puro conocido funde a 130 °C en un intervalo de 1 °C. ¿Qué indica?
El punto de fusión es más bajo y el intervalo más amplio, así que la muestra no es pura: contiene impurezas.
Preguntas frecuentes
¿Qué es una sustancia pura?
Es una forma de materia con composición fija y propiedades constantes. Puede ser un elemento o un compuesto, y no se puede separar en otras sustancias mediante métodos físicos.
¿Cuál es la diferencia entre una sustancia pura y una mezcla?
La sustancia pura tiene composición fija y puntos de fusión y ebullición definidos; la mezcla combina varias sustancias en proporciones variables y se puede separar por métodos físicos.
¿El agua del grifo es una sustancia pura?
No. Contiene sales minerales, gases y, a veces, cloro disuelto, por lo que es una mezcla homogénea. El agua destilada sí se aproxima mucho a una sustancia pura.
¿Un compuesto es una sustancia pura?
Sí. Aunque está formado por varios elementos, estos están combinados en proporción fija y el compuesto tiene propiedades propias, distintas a las de sus componentes.
¿Cómo se comprueba que una sustancia es pura?
Midiendo propiedades como el punto de fusión, el de ebullición o la densidad, y comprobando que coinciden con los valores de referencia y se mantienen constantes. También se usan técnicas como la cromatografía.
Referencias
- Chang, R. y Goldsby, K. Química. McGraw-Hill.
- Brown, T. L., LeMay, H. E. y Bursten, B. E. Química: la ciencia central. Pearson Educación.
- Proust, J. L. (1799-1806). Memorias sobre la composición constante de los compuestos.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Sustancia pura». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/sustancia-pura/
